桥涵台背等载预压方案一、总则从己建高速公路运行情况来看,存在工后沉降较大,特别是造成 “桥头跳车”现象,轻者影响行车速度,损害车辆,严重导致交通事故,造成人员伤亡因此,高速公路对地基工后沉降有严格的要求为减小高速公路建设的工后沉降 通常在建造前会进行较长时间的堆载预压, 以消除大部分固结沉降和次固结沉降, 尽管如此,公路路堤在使用期间本身自重荷载和车辆交通荷载作用下也会由于地基的变形而在很长时间内继续沉降因此,一些研究人员和工程技术人员认为,应根据路堤建造、地基处理、路面铺装和使用期的养护维修等综合考虑工后沉降的处理措施,采用 “优化技术经济”对策, 满足工程使用的要求以工程总投资最省为原则选用路堤软基处理方案, 允许部分的工后沉降由日后养护维修中解决 这就需对工程的工后沉降进行较为准确的预测, 使得预测结果与实际控制的沉降结果更为接近和准确车辆荷载在工后沉降计算中占有相当的比重, 不采用堆载预压地基处于欠载状态, 路基在车辆荷载加上后, 势必要产生沉降 而由于桥头路基和桥涵构造物的差异沉降, 造成桥头跳车,从而影响行车舒适性 因此为有效控制工后沉降,避免桥头跳车,需对桥头路基及明涵涵背进行等载预压处理。
路基堆载预压工后沉降控制标准相当严格:一般路基不大于 15mm ,路桥交界差异沉降不大于 5mm 因此为有效控制工后沉降,准确确定卸载时间,需对路基进行预压沉降观测二、编制依据1 、《公路工程技术标准》 JTG B01-20032 、《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004_3 、《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTG D63-2007 ;4、《公路路基设计规范》 JTG D30-2004 ;5、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004 ;6、《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006 ;7、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 ;8、《公路工程施工监理规范》JTG G10-2006 ;9、《公路工程施工安全技术规程》JTG 076-95 ;10 、《桥台台后路基预压构造图》 ;三、堆载预压范围根据设计要求,本项目所有填方段桥头路基(除填石路基)及明涵台背均需进行堆载预压四、预压设计要点4.1. 堆载土选择根据现场实际情况,本着减少征地,保护良田的原则,预压土方可采用清除地表土、利用挖方段剩余的土方、刷边坡多余土方及其它施工弃土,也可从附近取土场取土。
4.2. 预压高度桥台、涵背预压采用等载预压, 其预压高度为路面结构层换算土层厚度和汽车荷载等代土层厚度之和4.2.1. 路面结构等代土层厚度如表 1 所示等代土层厚度表 1项目 路面结构层 换算土层厚度上面层 4cm 沥青玛蹄脂碎石 SMA-13 6.25cm_下面层8cm 密级配改姓沥青碎石 ATB-2512.6cm封层热熔改性沥青碎石基层32cm 水泥稳定碎石(水泥掺量5% )48cm底基层20cm 水泥稳定碎石(水泥掺量3.5% )30cm垫层15cm 天然砂砾(中湿路段)22.54.2.2. 汽车荷载等代土层厚度根据《公路工程技术标准》 ( JTG B01-2003 )、《公路桥涵设计通用规范》 ( JTGD60-2004 ),桥头、涵背路基段汽车荷载采用公路 - Ⅰ级车辆荷载预压区长度暂以 10m 计,根据《公路桥涵设计通用规范》 ( JTG D60-2004 )得每车道车辆荷载 Pk=520KN ,则车辆荷载等代荷载区标准值 =12.73KN/m,则汽车荷载等代土层厚度为: 12.73/10/1.6*100=79.6cm则桥台、涵背预压荷载等代土层厚度为:119.35+79.6=198.95cm。
根据以上计算,堆载预压土层厚度确定为200cm 4.3. 预压时间地基总沉降计算方法 :经验系数法主固结沉降计算方法 :e-p 曲线法运用有限元程序对台后路基填土进行了单元划分 (图 1 ),加载考虑分层加载 (图 2),其地基沉降采用经验系数法计算,主固结沉降采用 e-p 曲线法计算图 1 网格模型图图 2加载预压示意图经计算,超载高度和预压时间对应的路基沉降值如表3 所示:超载高度及预压时间对沉降量的影响表 3堆载高度堆载高度堆载高度序号预压时间1m2m3m1预压时间 10天10.322.336.62预压时间 20天1225.643.43预压时间 30天12.426.545.34预压时间 40天12.727.146.4_5预压时间 60天1327.747.86预压时间 90天13.22848.57预压时间 120天13.228.148.68预压时间 150天13.228.148.7图 3 超载预压和沉降量的关系根据以上图表分析,等载堆载预压时长确定为不少于 90 天,具体卸载时间应根据路基堆载预压期间观测绘制的 “沉降-时间” 曲线图,进行沉降预测和工后沉降的推算, 当推算后的工后沉降满足要求时方可卸载。
五、施工要点5.1. 施工准备施工时必须首先填筑与桥头、相接路基段落(不含桥头路基、涵背处理长度)不小于20m ,路基施工结束后方可进行桥台的施工,待相邻路基段落及桥台施工完毕后,按照设计宽度、长度,定位出堆载预压范围准备足够数量的堆载预压土5.2. 防污染层的施工5.2.1. 基床底层顶面处理对经试验检测合格的基床底层的填筑顶面,进行路堤的高程、宽度、横坡、平整度等测量整理后填报路基基床底层分项工程表, 自评合格后,报监理工程师检查验收,验收合格后进行堆载预压的施工清理合格的基床底层顶面,扫除凸出表面的坚硬物体,使基床表面平整、光洁、无坑洼现象,局部坑洼及不平顺处,应由人工修整,使其平顺5.2.2. 防渗土工布的铺设在预压土填筑施工前, 在基床顶面铺设一层复合土工布, 以防止预压土对基床底层造成污染和地表降水渗入基床底层, 同时也为预压期满后的卸载提供分界依据, 防止卸载时扰动基床底层结构,保证路基的整体性和稳固性基床底层顶面整平处理后即开始铺设土工布, 铺设时一般从路基的一侧到另一侧, 沿路基横断面方向进行,土工布纵、横向接缝采用搭接,其搭接宽度应不小于 10cm ,搭接的叠压方向要一致, 把上预压土方向的一侧放在上面, 土工布铺设应做到平整顺直, 没有褶皱,扭曲,损坏等,同时还应注意尽量减少接缝,避免过量拉伸,影响土工布的使用性能。
5.3. 施工工艺流程5.3.1. 堆载预压施工工艺流程顺序为:铺设复合土工膜 分层填筑预压土沉降观测及数据分析 沉降评估合格后卸载详见堆载预压施工工艺框图堆载预压施工工艺框图_5.3.2. 基床底层顶面检测合格后,按照设计要求测量放出堆载预压土的边线在基床底层顶面铺设一层复合土工布 (> 150kg/m2,CBR 顶破强度不小于 2.0KN )土工布铺设时,由两边向中间铺设,搭接宽度不小于 10cm ,中间土工布压在两侧土工布上面,利于横向排水;纵向搭接时,上预压土方向一侧土工布放在上面5.3.3. 堆载土横向填筑断面为正梯形,高度为 2.0m 、边坡坡率为 1:1.5 ;纵向边坡坡率为 1 :1.5 堆载预压土顶面做成 2% 的横坡,并做好相应的排水措施路堤与桥头、涵背连接处设置不小于 25m 的堆载预压加长过渡段,堆载预压断面同相临路基堆载预压土顶面做成 2% 的横坡,并做好相应的排水措施5.3.4. 填筑时采用挖机和装载机装土,自卸汽车运输,推土机摊铺,人工配合平地机整平(在沉降观测桩周围 1m 范围内的路基采用人工填筑整平) ,压路机碾压预压土填_筑过程中第一层填土应采用采用倒卸法施工, 轻型机械摊铺压实, 防止土工布被压破, 地表降水渗入基床底层及污染基床底层顶面。
分层填筑厚度不宜大于 30cm ,填筑完每一层后进行试验检测, 碾压方式采用挖掘机或其他重型机械来回行走的方式, 要求碾压完毕后容重不小于 18KN/m3 ,压实度不小于 85% 经检测合格后再进行下一层填筑5.3.5. 堆载时严格控制加载速度,边堆土边推平,填筑预压土过程中,要对路基沉降观测桩和位移观测桩按照设计规定的频次进行观测, 确保每级荷载下的路基稳定性 当预压土方达到设计填筑高度后, 进行堆载土边坡修整, 根据测量需要做好沉降观测台阶, 及时对表面进行平整,做出横坡,坡度不小于 2% ,然后在堆载土方表面覆盖一层复合土工布以防止雨水冲刷、 大风起尘等侵蚀路基, 破坏自然环境 最后清理洒落在路基边坡上的余土,使路基堆载预压现场整洁、美观开始进入静载预压期5.3.6. 在预压土分层填筑完成后的预压期内,按照设计要求的频率进行详细的沉降观测,记录达到规定的预压时间(至少 3 。